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人類自從發(fā)明了火藥之后，改造自然和破壞自然的能力就比過(guò)去有了極大提高，而炸藥的發(fā)明，就更讓這種能力突飛猛進(jìn)。 從黑火藥到TNT再到鈾235的進(jìn)化 一公斤黑火藥燃燒爆炸大概能釋放出75萬(wàn)—85萬(wàn)焦耳能量，一公斤TNT的爆炸能量為420萬(wàn)焦耳，理論上TNT的單位能量比黑火藥高5倍。但是，TNT的爆速比黑火藥快太多，也就是釋放能量的速度更猛，時(shí)間更短，功率更高，所以一公斤TNT炸藥的威力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一公斤黑火藥。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，一公斤黑火藥爆炸可能會(huì)把一間房子的門窗震碎，一公斤TNT卻能將這間房子整個(gè)炸塌。  運(yùn)載5噸黑火藥的貨車起火爆炸時(shí)把路面炸出裂縫，附近居民以為有地震。 而核彈的出現(xiàn)，則讓人類武器的能量水平呈幾何量級(jí)增加，一公斤鈾裂變釋放出的能量等于2萬(wàn)噸TNT的爆炸威力，也就是說(shuō)鈾235的威力是TNT炸藥的2000萬(wàn)倍。 不過(guò)鈾或者钚必須達(dá)到臨界質(zhì)量才會(huì)產(chǎn)生裂變反應(yīng)，所以單獨(dú)一公斤鈾或者钚是無(wú)法起爆的。早期的原子彈核材料利用率非常低，像廣島原子彈，核裝藥是60公斤鈾235（真的是價(jià)值連城），爆炸威力相當(dāng)于1.5萬(wàn)噸TNT炸藥，核裝藥利用率只有1.3%；而胖子核彈，核裝藥是6.1公斤钚239，威力提升到2.2萬(wàn)噸TNT炸藥，利用率就達(dá)到了17%。隨著核武器技術(shù)的不斷提升，現(xiàn)代核彈對(duì)核材料的利用率已經(jīng)達(dá)到80%，制造一顆廣島原子彈所用的鈾足夠生產(chǎn)60顆威力相同的核彈。  美國(guó)在1954年進(jìn)行氫彈測(cè)試時(shí)的畫面。 人類追求炸彈威力的腳步從未停止，核聚變?cè)淼陌l(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致了最具威力的核彈——?dú)鋸椀某霈F(xiàn)。核聚變與核裂變相比，是一個(gè)反向的過(guò)程，它是質(zhì)量較輕的原子核結(jié)合成質(zhì)量較大的原子核，而核裂變是質(zhì)量較大的原子核分裂成質(zhì)量較輕的原子核。 氫彈為什么威力大 無(wú)論是聚變還是裂變，都會(huì)失去一部分質(zhì)量，這些質(zhì)量會(huì)以能量的形式釋放出來(lái)。根據(jù)質(zhì)能公式，能量等于質(zhì)量乘以光速的平方，光速換算成米/秒后，是一個(gè)非常巨大的常數(shù)，再乘方就等于9×10^16，損失一克物質(zhì)，那么也會(huì)產(chǎn)生9×10^13焦耳能量，等于2.1萬(wàn)噸TNT爆炸所釋放出的能量。所以實(shí)際上，一公斤鈾完全裂變后，損失掉的質(zhì)量也只不過(guò)1克左右。 核聚變之所以威力比核裂變大很多，原因是核聚變損失的質(zhì)量更大，而且原子彈因?yàn)榇嬖诤瞬牧系呐R界反應(yīng)質(zhì)量，所以裝藥量是有極限的，而且裝藥越多，啟爆過(guò)程就越復(fù)雜，所以單純的裂變彈的威力都不超過(guò)幾十萬(wàn)噸。  分別來(lái)自 ALMA、哈勃、錢德拉的毫米波、光學(xué)、X 射線三波段合成的超新星1987a遺跡影像。 氫彈就沒有這個(gè)顧慮，理論上氫彈可以做到無(wú)限大，核聚變開始后，只要有足夠的材料，核聚變可以連續(xù)進(jìn)行。最直觀的例子就是恒星，它們就是一顆顆活的巨型氫彈，無(wú)時(shí)不刻在內(nèi)部進(jìn)行著聚變反應(yīng)，釋放出巨大的能量。而恒星依靠自身強(qiáng)大的引力把聚變反應(yīng)束縛在一定范圍內(nèi)，引力和核爆炸之間達(dá)成奇異的平衡。當(dāng)恒星內(nèi)部的燃料耗盡后，聚變反應(yīng)減弱，引力占據(jù)上風(fēng)，恒星就會(huì)急速坍縮，最后產(chǎn)生超級(jí)大爆炸——這就是超新星爆發(fā)。 沙皇核彈：測(cè)試時(shí)轟炸機(jī)組存活機(jī)會(huì)只有一半 氫彈的爆炸當(dāng)量可以輕松超過(guò)百萬(wàn)噸級(jí)以上，美國(guó)和蘇聯(lián)都研制過(guò)千萬(wàn)噸級(jí)別的氫彈，蘇聯(lián)人甚至設(shè)計(jì)過(guò)一億噸級(jí)的氫彈，它就是“沙皇核彈”。在實(shí)際測(cè)試的時(shí)候蘇聯(lián)人總算腦子沒有發(fā)熱，臨時(shí)把當(dāng)量降低了一半，變成了5000萬(wàn)噸TNT當(dāng)量，就這么一顆炸彈，炸藥當(dāng)量超過(guò)第二次世界大戰(zhàn)彈藥總量。  2015年，在俄核工業(yè)70周年紀(jì)念展覽上，俄方展出了前蘇聯(lián)研制的“沙皇炸彈”外殼復(fù)制模型。 關(guān)于沙皇炸彈的威力，文獻(xiàn)資料里有非常詳盡的描述。 它在10500米的高空被投下，并用降落傘減速，好讓轟炸機(jī)有足夠時(shí)間脫離爆炸區(qū)域，這個(gè)安全區(qū)域是離開爆心50公里。實(shí)際上這個(gè)距離定得非常危險(xiǎn)，蘇聯(lián)人事先估計(jì)兩架轟炸機(jī)（一架投彈一架攝影記錄）幸存的幾率只有50%。比玩俄羅斯輪盤賭的危險(xiǎn)還大很多！難怪西方人把蘇聯(lián)人稱作“瘋狂的伊萬(wàn)”。  戰(zhàn)機(jī)投擲沙皇炸彈時(shí)的場(chǎng)景。 沙皇炸彈在距離地面4200米的空中爆炸，而爆炸形成的火球半徑就有4600米！雖然投放炸彈的圖95轟炸機(jī)在188秒用極速飛出了45公里，但是強(qiáng)烈的沖擊波仍然攆了上來(lái)，把轟炸機(jī)像驚濤中的小船一樣掀得垂直下墜了1000米，最后他們奇跡般地幸存了下來(lái)。核爆徹底摧毀了距爆心55公里處的一個(gè)村莊，蘑菇云高度達(dá)到64公里，頂蓋直徑竟有100公里！ 核爆后的新地島的地面變得平整光滑，一切凸起的部分都被沖刷抹平了，這顆核彈投放在任何一座城市的上空，都會(huì)是一場(chǎng)徹底的毀滅。  沙皇炸彈與其他炸彈爆炸威力的對(duì)比示意圖。 不過(guò)關(guān)于沙皇炸彈的傳言很多，比如造成了直徑3公里的巨大彈坑，并造成方圓幾十平方公里地面的塌陷，這個(gè)就純屬臆造了。沙皇核彈沒有造成彈坑，因?yàn)樗窃谥懈呖找?，在正下方地面，造成的超壓為每平方英?00磅，也就是210,920.86kg/m的壓力，足以摧毀任何建筑物，但不足以在巖層上壓出彈坑。 讓大陸板塊移動(dòng)9毫米是什么概念？ 還有中流傳很廣的說(shuō)法是沙皇炸彈爆炸的威力，將亞歐大陸板塊平移了9毫米（也有7毫米，8毫米等等說(shuō)法），這個(gè)就更加的不可能了。 亞歐大陸總面積為5400萬(wàn)平方公里，大陸板塊厚度也就是巖石圈厚度，其厚度在100—150公里左右，寫到這里，想要吐槽一下最近挺火的一首歌，歌詞有“幾千公尺以下的地核”，幾千公尺，明明還在地殼的淺表層呢，下面是2800多公里厚的地幔，地球半徑6371多公里，地核深度在3000公里以下……所以公尺應(yīng)該改為公里才對(duì)。 巖石的密度算每立方米2噸，取100公里厚度，那么亞歐大陸總重為1.08×10^19噸，也就是1080億億噸，移動(dòng)9毫米，板塊摩擦系數(shù)選為0.1，那么需要0.95256×10^20焦耳能量，沙皇核彈釋放的能量為2.1×10^17焦耳，差了450多倍。 結(jié)語(yǔ) 如果把亞歐大陸縮小為一塊10米長(zhǎng)，5.4米寬，10厘米厚的石板，沙皇核彈爆炸時(shí)的火球差不多就是一個(gè)在石板上方4.2毫米，直徑1厘米的小火球，對(duì)比這塊巨大的石板，它充其量就是個(gè)小鞭炮的威力。想要推動(dòng)亞歐大陸板塊，無(wú)疑是蚍蜉撼大樹，不自量力。 畢竟，和自然的偉力相比，人類的力量還是相當(dāng)相當(dāng)?shù)拿煨 ? |
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